[發(fā)明專利]用于地鐵車輛的大功率高效率的雙向充電機(jī)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810378389.1
• 申請(qǐng)日: 2018-04-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108312889A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-07-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 洪振海;高偉;虞凱豐;范躍坤;張陳;潘貽豐
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州市萬(wàn)松電氣有限公司
• 主分類號(hào): B60L11/18
• 分類號(hào): B60L11/18;H02M3/44;H02M3/335;H02M1/32;H02M3/156
• 代理公司: 昆山中際國(guó)創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32311
• 代理人: 段新穎

本發(fā)明公開(kāi)了一種用于地鐵車輛的大功率高效率的雙向充電機(jī)，通過(guò)設(shè)置一個(gè)高壓側(cè)逆變橋，并將高頻變壓器及低壓側(cè)逆變橋均設(shè)計(jì)成兩路，一定程度上解決了大功率雙向充電機(jī)高壓側(cè)逆變橋的IGBT模塊開(kāi)通開(kāi)斷損耗較大，低壓側(cè)電流過(guò)大的問(wèn)題，且通過(guò)在高壓側(cè)設(shè)計(jì)一個(gè)BUCK降壓電路可使高壓輸入電壓穩(wěn)定到一較低值，使高壓側(cè)逆變橋不會(huì)受輸入電壓波動(dòng)的影響。且通過(guò)將第一、第二高頻變壓器設(shè)計(jì)為中間抽頭，并由相應(yīng)的高壓接觸器控制通斷，實(shí)現(xiàn)了用同一個(gè)高頻變壓器來(lái)解決雙向充電機(jī)低壓側(cè)電壓波動(dòng)范圍大的問(wèn)題。因此，本發(fā)明能夠滿足了地鐵電網(wǎng)大功率的要求，且具有高效率低損耗的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種雙向充電機(jī)，具體是涉及一種用于地鐵車輛的大功率高效率的雙向充電機(jī)。

背景技術(shù)

目前，在地鐵運(yùn)行期間，如果出現(xiàn)供電線路的問(wèn)題，使地鐵無(wú)法從電網(wǎng)上獲取電能，就會(huì)造成地鐵車輛停在線路上，從而會(huì)嚴(yán)重影響線路的運(yùn)營(yíng)，同時(shí)乘客的乘坐感受及安全問(wèn)題也會(huì)是很大的問(wèn)題。

因此，希望能通過(guò)一種雙向充電機(jī)，實(shí)現(xiàn)在平時(shí)通過(guò)地鐵電網(wǎng)對(duì)蓄電池充電；在地鐵車輛供網(wǎng)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，從蓄電池提取能量，提供給地鐵車輛牽引運(yùn)行，使地鐵車輛可以行駛到站臺(tái)，將旅客疏散或換乘。由于地鐵電網(wǎng)通常為DC1500V或DC750V，蓄電池的充放電為DC110V，將地鐵電網(wǎng)的DC1500V降壓變換為DC110V，要求地鐵車輛上使用的雙向充電機(jī)是大容量，必如需要70～100KW，但是，目前的充電機(jī)一般是應(yīng)用在電動(dòng)汽車上，容量較小，只有幾個(gè)KW，且通過(guò)充電機(jī)降壓，在低壓側(cè)的電流峰值會(huì)達(dá)到幾千安倍，存在電流過(guò)大的問(wèn)題，在高壓側(cè)存在逆變橋損耗過(guò)大且效率較低的問(wèn)題。

此外，地鐵電網(wǎng)電壓不是恒定的，通常變化范圍為1800～1000V，且當(dāng)蓄電池放電時(shí)，其電壓也是逐漸下降的，電壓變化范圍為130～80V，通過(guò)雙向充電機(jī)向蓄電池充電時(shí)，最大的電壓變化比為1000/130＝7.7(輸入高于1000V時(shí)，可以通過(guò)高壓側(cè)逆變橋進(jìn)行脈寬調(diào)節(jié)，減小開(kāi)通的脈寬，使高頻變壓器的輸出電壓降低)，蓄電池向電網(wǎng)放電時(shí)，最大的電壓變化比：1000/80＝12.5，而目前的雙向充電機(jī)無(wú)法滿足這個(gè)大的兩端的電壓變化范圍。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出一種用于地鐵車輛的大功率高效率的雙向充電機(jī)，滿足了地鐵電網(wǎng)大功率的要求，解決了高壓側(cè)逆變橋損耗較大且效率較低、低壓側(cè)電流過(guò)大的問(wèn)題，且解決雙向充電機(jī)高壓側(cè)及低壓側(cè)電壓波動(dòng)范圍大的問(wèn)題。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種用于地鐵車輛的大功率高效率的雙向充電機(jī)，所述雙向充電機(jī)的主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)包括高壓側(cè)濾波電路、高壓側(cè)BUCK降壓電路、高壓側(cè)逆變橋、均流電感、第一高頻變壓器、第一低壓側(cè)逆變橋、第二高頻變壓器、第二低壓側(cè)逆變橋和低壓側(cè)濾波電路，電壓變化的高壓直流電與所述高壓側(cè)逆變橋的直流端相連接，所述高壓側(cè)逆變橋的交流端分兩路連接至所述第一高頻變壓器的高壓側(cè)和所述第二高頻變壓器的高壓側(cè)，所述第一高頻變壓器的低壓側(cè)與所述第一低壓側(cè)逆變橋的交流端相連接，所述第二高頻變壓器的低壓側(cè)與所述第二低壓側(cè)逆變橋的交流端相連接，所述第一低壓側(cè)逆變橋的直流端及所述第二低壓側(cè)逆變橋的直流端連接至電壓變化的低壓直流電，所述高壓側(cè)濾波電路、所述高壓側(cè)BUCK降壓電路均連接于所述高壓直流電與所述高壓側(cè)逆變橋之間，所述低壓側(cè)濾波電路連接于所述低壓直流電與所述第一低壓側(cè)逆變橋及所述第二低壓側(cè)逆變橋之間，所述高壓側(cè)逆變橋的交流端經(jīng)所述均流電感分成兩路，一路與所述第一高頻變壓器相連，另一路與所述第二高頻變壓器的高壓側(cè)相連；所述第一高頻變壓器高壓側(cè)具有第一中間抽頭，所述第二高頻變壓器具有第二中間抽頭，所述均流電感分出的一路與所述第一高頻變壓器的高壓側(cè)之間連接有第一高壓接觸器，且所述均流電感分出的該路與所述第一高頻變壓器的第一中間抽頭之間連接有第二高壓接觸器；所述均流電感分出的另一路與所述第二高頻變壓器的高壓側(cè)之間連接有第三高壓接觸器，且所述均流電感分出的該路與所述第二高頻變壓器的第二中間抽頭之間連接有第四高壓接觸器。

進(jìn)一步的，所述低壓直流電的電壓變化范圍為DC130V～80V。